В ночь с 30 июня на 1 июля 1941 г. на ряде участков государственную границу СССР перешли и финские войска. 10 июля 1941 г. главнокомандующий вооруженными силами Финляндии маршал Маннергейм отдал приказ, призывавший финских солдат «освободить земли карелов». В нем, в частности, говорилось: «Во время освободительной войны 1918 г. я обещал карелам Финляндии и Беломорья, что не вложу меч в ножны до тех пор, пока Финляндия и Восточная Карелия не будут свободными. Я поклялся в этом от имени финской крестьянской армии, надеясь на мужество ее солдат и на самоотверженность женщин Финляндии. 23 года Беломорье и Олония ждали выполнения этого обещания. Опустевшая после доблестной Зимней войны финская Карелия полтора года ждала нового рассвета. Бойцы освободительной войны, славные участники Зимней войны, храбрые мои солдаты! Новый день наступил. Карелия поднимается, в ваших рядах маршируют и ее батальоны. Свободная Карелия и великая Финляндия мерцают перед нами в огромном водовороте всемирно-исторических событий...».

На всех направлениях фронта развернулись ожесточенные кровопролитные бои. Первыми начали отражать вторгнувшиеся на территорию Карелии вражеские силы (в районе Куолисмаа, Корписелькя, Вяртсиля, Яккима, Кумури, Кангасярви и др.) советские пограничники, не раз демонстрировавшие образцы стойкости и героизма. Одним из первых Героев Советского Союза вошел в историю Великой Отечественной войны офицер-пограничник Н. Ф. Кайманов (1907-1972), родом из Татарии. Он служил в пограничных войсках с 1929 г. После окончания московских курсов «Выстрел» в 1940 г. направлен в Карелию, где стал начальником отделения штаба 80-го погранотряда. В первые дни войны Н. Ф. Кайманов возглавил сводный отряд пограничников трех застав общей численностью 150 бойцов, которые 1 июля приняли на себя удар противника на Поросозерском направлении. Несмотря на значительное численное превосходство финнов, действовавших силами двух батальонов, интенсивный артиллерийский и минометный обстрел, а также бомбардировки с воздуха, отряд Н. Ф. Кайманова удерживал позиции в течение 20 суток. Огнем из винтовок и пулеметов, штыками и гранатами пограничники отбили десятки вражеских атак, а получив приказ об отходе, пробились из окружения к своим, вынеся всех раненых. Противник потерял в этих боях до 400 солдат и офицеров. Потери советских бойцов составили 19 убитыми и 14 ранеными. 46 пограничников получили ордена и медали, а старший лейтенант Н. Ф. Кайманов за умелое руководство героической обороной заставы удостоился звания Героя Советского Союза. В дальнейшем Н. Ф. Кайманов участвовал в сражении на Волге, командовал полком в боях под Курском и Белгородом.

Большое значение вражеское командование уделяло наступлению на кестеньгском направлении с целью выхода к Кировской железной дороге в районе станции Лоухи. В июле-августе усиленные подкреплениями вражеские войска предприняли здесь многочисленные атаки и смогли захватить районный центр Кестеньгу, создав непосредственную угрозу и станции Лоухи. В помощь оборонявшимся частям из Архангельской области по железнодорожной ветке Сорокская—Обозерская прибыла 88-я стрелковая дивизия. Воины ее сумели остановить противника и сорвать его планы по захвату станции Лоухи и выходу на железную дорогу, проявили отвагу и героизм. Так, пулеметчик Михаил Родионов с небольшой группой бойцов, защищая высоту, отразил 9 вражеских атак, получил ранение, но не оставил поле боя, а последней гранатой взорвал себя и окруживших его врагов. М.Е. Родионову посмертно присвоено звание Героя Советского Союза. Здесь погибли командир дивизии генерал-майор А.И. Зеленцов, награжденный посмертно орденом Ленина, и военный комиссар дивизии А.И. Мартынов. За стойкость и мужество, проявленные в боях с врагом, 88-я стрелковая дивизия была преобразована в 23-ю гвардейскую дивизию. На кестеньгском направлении в боях участвовали истребительные батальоны, сформированные из жителей Карелии. У д. Коккосалми 80 бойцов Кестеньгского и Лоухского истребительных батальонов в течение 4 часов до подхода частей Красной Армии сдерживали натиск около 400 финских солдат и, по отзывам военного командования, «проявили в этом бою исключительную стойкость и героизм».

На ухтинском направлении 1 июля перешли в наступление две финские дивизии. Два полка 54-й дивизии и группа пограничников в течение 10 дней стойко удерживали оборону близ государственной границы на р. Бойница, и только ценой огромных потерь финны прорвали оборону советских частей, отошедших на новый рубеж в 10 километрах западнее Ухты.

Организованное сопротивление одного полка 54-й дивизии и 73-го пограничного отряда встретили финские войска на ребольском направлении. По словам Г. Н. Куприянова, «20 тысяч солдат противника, многие из которых были вооружены автоматами, против 4 тысяч наших! С 3 по 24 июля они отразили все атаки и нигде на этом участке не отступили от государственной границы». Здесь, на ребольском направлении, в течение месяца «прикрывал одно из наиболее уязвимых участков фронта» Ругозерский истребительный батальон. У села Паданы продвижение врага до подхода наших воинских частей задержал партизанский отряд «Вперед», сформированный из жителей Ругозерского района.

В ходе ожесточенных боев немногочисленные советские части отошли на рубеж р. Пижма. Здесь из отдельных подразделений в августе формируется 27-я стрелковая дивизия под командованием полковника Г. К. Козлова, который впоследствии писал: «В тяжелых боях воины дивизии показали исключительную стойкость. В течение напряженных более чем двухмесячных боев начального периода войны, несмотря на многократное превосходство противника, дивизия выполнила поставленную ей задачу, прикрыв Кировскую железную дорогу».

10 июля основные силы финской Карельской армии начали наступление на Онежско-Ладожском перешейке, где развернулись особенно затяжные и жестокие бои. Противник сумел захватить станцию Лоймола, перерезав тем самым железнодорожную коммуникацию в полосе 7-й армии, и 16 июля захватил Питкяранту. Достигнув побережья Ладожского озера, финская армия развернула наступление одновременно на трех направлениях: петрозаводском, олонецком и сортавальском. Наши войска отступали, ведя упорные бои с превосходящими силами противника. В сложной обстановке командование 7-й армии 21 июля создало две оперативные группы — Петрозаводскую и Южную, которые 23 июля предприняли контрнаступление. Ожесточенные бои длились несколько дней, противник ввел в действие две свежих дивизии. Наши войска, понеся большие потери, в конце июля прекратили атаки. Но и противник вынужден был перейти к обороне, что позволило временно стабилизировать ситуацию.

19 июля в Петрозаводск прибыли главнокомандующий войсками Северо-Западного направления К.Е. Ворошилов и член Военного совета фронта секретарь ЦК ВКП(б) А. А. Жданов для решения ряда вопросов, связанных с обороной войсками 7-й армии северных подступов к Ленинграду. В течение двух дней К.Е. Ворошилов и А.А. Жданов изучали обстановку, связанную с боевыми действиями Петрозаводской и Южной оперативных групп, знакомились с работами по созданию оборонительных рубежей вокруг Петрозаводска. Вскоре по указанию главкома в распоряжение 7-й армии прибыли 272-я стрелковая дивизия и 3-я дивизия народного ополчения Ленинграда. На фронт прибыли также несколько истребительных батальонов и вновь сформированных из жителей республики запасных стрелковых полков. 7 августа 1941 г. главное командование Северо-Западного направления в предвидении боев на Онежском озере приняло решение о формировании Онежской военной флотилии.